钢结构连接.doc

钢结构连接
钢结构构件或部件之间的互相连接。钢结构连接常用焊缝连接、螺栓连接或铆钉连接。螺栓连接又分普通螺栓连接和高强度螺栓连接。普通螺栓连接使用最早,约从18世纪中叶开始。19世纪20年代开始采用铆钉连接。19世纪下半叶又出现了焊缝连接。自本世纪中叶高强度螺栓连接又得到了发展。
钢结构中的焊缝连接,主要采用电弧焊(即在构件连接处,借电弧产生的高温,将置于焊缝部位的焊条或焊丝金属熔化,而使构件连接在一起)。电弧焊又分手工焊、自动焊和半自动焊。自动焊和半自动焊,可采用埋弧焊或气体(如二氧化碳气)保护焊(见焊接)。
焊缝的基本形式
分为对接焊缝和角焊缝。对接焊缝也称坡口焊缝,构造简单,传力直接简捷;但在施焊之前,焊件边缘需根据不同厚度进行加工,做成各种坡口形式,以保证焊透。角焊缝用于不在同一平面内两个焊件的相连,如两块钢板搭接,焊缝堆成接近三角形截面,贴附于被连接焊件的交搭边缘处或端头。搭接的贴角焊缝平行于作用力方向的称为侧面角焊缝,垂直于作用力方向的称为正面角焊缝。焊缝的形式有对接、搭接、T型连接和角型连接;不同连接形式可用不同形式的焊缝,以确保焊缝连接的传力可靠。
第三章钢结构的连接
§3-1 钢结构的连接方法及其特点
钢结构是由若干构件组合而成的。连接的作用就是通过一定的方式将板材或型钢组合成构件,或将若干个构件组合成整体结构,以保证其共同工作。因此,连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。钢结构的连接必须符合安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。连接接头应有足够的强度,要有适宜于施行连接的足够空间。
一、钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。
焊接连接:是钢结构最主要的连接方法。焊接连接又可分为对接焊缝和角焊缝。
螺栓连接:可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。
铆钉连接:由于其构造复杂、费钢费工且为热作业,现已很少使用。
二、根据连接板的相对位置可分为对接、搭接和盖板拼接。
三、特点
1. 焊接连接
优点:构造简单,任何形式的构件都可直接相连;用料经济,不削弱截面;制作加工方便,可实现自动化操作;连接的密闭性好,结构刚度大。
缺点:在焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦萌生,就很容易扩展到整个构件截面,低温冷脆问题突出。
2. 螺栓连接
(1)普通螺栓连接普通螺栓分为A、B、C三级。
A级与B级为精制螺栓,螺栓表面光滑,尺寸准确,~㎜,对成孔质量要求高。由于精度较高,因而受剪性能较C级螺栓好。但由于制作和安装复杂,价格较高,已很少使用。C级为粗制螺栓,由未经加工的圆钢压制而成,表面粗糙,~3㎜。由于栓杆与栓孔间的间隙较大,受剪力作用时,变形较大,工作性能差。但安装方便,且能有效地传递拉力,故一般可用于沿螺栓杆受拉的连接中,以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。
(2)高强度螺栓连接
高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接。摩擦型连接的剪切变形小,弹性性能好,施工较简单,可拆卸,耐疲劳,特别适用于承受动力荷载的结构。承压型高强度螺栓的承载力高于摩擦型,但剪切变形大,故不得用于承受动力荷载的结构中。
(3)铆钉连接
19世纪20年代开始使用铆钉连接,铆钉连接的塑性、韧性和整体性好,连接变形小,传力可靠,承受动力荷载时的疲劳性能好,特别适用于重型和直接承受动力荷载的结构。但由于其构造复杂,用钢量大,施工麻烦,噪音大,目前已很少采用。铆钉连接的受力性能、构造要求及设计方法原则上与普通螺栓连接相同,不同的是设计参数及设计值取值不同。
关键词
焊接连接——welded connection
螺栓连接——bolted connection
铆钉连接——riveted connection
§3-2 焊接方法和焊缝连接型式
一、焊接方法
焊接方法种类很多,按其工艺过程的特点分为熔焊(包括电弧焊、气焊、电渣焊、铝热焊、激光焊和电子束焊)、压焊(包括锻焊、摩擦焊、电阻焊、超声波焊、扩散焊、高频焊、气压焊、冷压焊、和爆炸焊)及钎焊(火焰钎焊、烙铁钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、盐浴钎焊、炉中钎焊)三大类。用于钢结构连接的焊接方法主要有电弧焊(包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊和气体保护焊)及电阻焊。
手工电弧焊、气体保护焊、单丝埋弧自动焊、双丝埋弧自动焊、熔嘴电渣焊、栓钉焊等。
(1)手工电弧焊是最常用的一种焊接方法。通电后,在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧,所用焊条应与焊件钢材相适应(Q235选用E43型,Q345选用E50型,Q390、Q420选用E55型,)。其设备简单,操作灵活方便,适于任意空间位置的焊接